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GDB RSP協(xié)議與USB通信在嵌入式調(diào)試系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2013-11-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  1 引言

  調(diào)試嵌入式程序通常采用一種稱為交叉調(diào)試的調(diào)試技術(shù)來調(diào)試已下載到嵌入式開發(fā)板中的程序。該技術(shù)可以允許用戶通過PC機(jī)端的調(diào)試器以某種方式遠(yuǎn)程控制目標(biāo)開發(fā)板上被調(diào)試程序的運(yùn)行方式,并具有查看與修改目標(biāo)開發(fā)板上內(nèi)存單元、寄存器以及被調(diào)試程序中變量值等功能。采用硬件仿真器來調(diào)試嵌入式程序是常用的一種開發(fā)方式。

  一般嵌入式CPU都設(shè)計(jì)有JTAG口來進(jìn)行硬件仿真調(diào)試。硬件仿真器通過JTAG口輸入該CPU型號專有的JTAG時(shí)序來控制CPU的運(yùn)行,并通過JTAG指令來觀察CPU以及開發(fā)板上硬件設(shè)備的運(yùn)行情況,主要是各種寄存器以及相關(guān)內(nèi)存地址空間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

  同時(shí)將嵌入式軟件的運(yùn)行結(jié)果通過JTAG口按照特定的JTAG時(shí)序輸出反饋給硬件仿真器,硬件仿真器再通過USB或者串口、并口等總線返回給PC機(jī)端的調(diào)試軟件。

  硬件仿真器通常采用USB總線與PC機(jī)端的調(diào)試軟件通信,因此硬件仿真器需要采用相關(guān)的USB芯片來支持功能,同時(shí)PC端的調(diào)試軟件也需要開發(fā)針對該款USB芯片的驅(qū)動(dòng)功能以支持與硬件仿真器USB芯片的數(shù)據(jù)交互。此外,PC端的還包括調(diào)試器(比如調(diào)試器)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器以及位于它們之間的遠(yuǎn)程調(diào)試協(xié)議(通常是 ),這些都是針對特定型號CPU定制的。

  本文通過對 技術(shù)的研究與應(yīng)用,針對一款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的ZW100DSP處理器成功開發(fā)了一套,從而為該款DSP的應(yīng)用提供了極大的便利。該的框架如圖1所示。

  

  2 GDB 與EZ-USB FX2芯片概述

  2.1 GDB RSP協(xié)議

  GDB 遠(yuǎn)程串行通信協(xié)議RSP(GDB RemoteSerial Protocol)是基于消息的 ASCⅡ碼字符流協(xié)議,規(guī)定有服務(wù)器端(RSP Server)與客戶端(RSP Client)之分,通常在GDB中實(shí)現(xiàn)客戶端功能,而服務(wù)器端通常另起一個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)與GDB的RSP協(xié)議通信,兩者之間的數(shù)據(jù)交互一般采用進(jìn)程間的通信方式來實(shí)現(xiàn),常用的有網(wǎng)絡(luò)socket通信等。

  調(diào)試系統(tǒng)的RSP Server和RSP Client雙方通過RSP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。RSP 數(shù)據(jù)包包含了調(diào)試信息和校驗(yàn)兩個(gè)部分。調(diào)試信息是以“$”作為開始、以“#”作為結(jié)尾的ASCⅡ碼字符流,后面跟兩個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)碼,該校驗(yàn)碼的值是調(diào)試信息中所有字符的 ASCⅡ碼相加后取256的模,該值用兩個(gè)十六進(jìn)制字符表示,數(shù)據(jù)包格式如圖2所示。

  

  接收方接收到數(shù)據(jù)包后進(jìn)行解析,如果接收到的數(shù)據(jù)包正確,會返回響應(yīng)信息“+”字符,如果接收到的數(shù)據(jù)包出錯(cuò),需要重新傳送數(shù)據(jù)包,則返回響應(yīng)信息“-”字符。發(fā)送方通過接收方發(fā)回的響應(yīng)信息判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功。

  RSP協(xié)議的調(diào)試命令是通過第一個(gè)ASCⅡ碼字符進(jìn)行區(qū)別的。以下是比較常用的調(diào)試命令及其功能:

  ● C:報(bào)告目標(biāo)CPU掛起的原因;

  ● c、C、s和S:恢復(fù)運(yùn)行或者單步調(diào)試目標(biāo)CPU;

  ● D:與目標(biāo)板斷開連接;

  ● g和G:讀寫通用寄存器;

  ● m和M:讀寫內(nèi)存地址空間;

  ● p和P:讀寫指定寄存器;

  ● X:加載二進(jìn)制數(shù)據(jù);

  ● z和Z:清除或者設(shè)置斷點(diǎn)。

  2.2 Cypress EZ-USB FX2功能

  硬件仿真器采用Cypress的EZ-USB FX2芯片與PC端的調(diào)試進(jìn)程(RSP Server)進(jìn)行通信。Cypress公司的EZ-USB FX2系列芯片是世界第一個(gè)集成USB 2.0協(xié)議的微處理器,它支持12 Mb/s的全速傳輸和480 Mb/s的高速傳輸,可使用4種USB傳輸方式:控制傳輸、中斷傳輸、批量傳輸和同步傳輸;完全使用USB 2.0,并向下兼容USB1.1.

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